[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101236501B1 - Switching mode power supply and the driving method thereof - Google Patents

Switching mode power supply and the driving method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101236501B1
KR101236501B1 KR1020060067427A KR20060067427A KR101236501B1 KR 101236501 B1 KR101236501 B1 KR 101236501B1 KR 1020060067427 A KR1020060067427 A KR 1020060067427A KR 20060067427 A KR20060067427 A KR 20060067427A KR 101236501 B1 KR101236501 B1 KR 101236501B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
switching transistor
switching
signal
reference number
Prior art date
Application number
KR1020060067427A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080008034A (en
Inventor
이재훈
최항석
구관본
Original Assignee
페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 페어차일드코리아반도체 주식회사 filed Critical 페어차일드코리아반도체 주식회사
Priority to KR1020060067427A priority Critical patent/KR101236501B1/en
Priority to US11/827,196 priority patent/US7768802B2/en
Publication of KR20080008034A publication Critical patent/KR20080008034A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101236501B1 publication Critical patent/KR101236501B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이에 관한 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르는 스위칭 모드 파워 서플라이는 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함한다. 스위칭 모드 파워 서플라이는 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함한다. 스위칭 제어부는, 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 제1 신호의 전압 레벨과 기준 전압이 동일해지는 횟수를 감지하여 카운트하고, 카운트된 제1 횟수와 가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다.

Figure R1020060067427

유사 공진형 컨버터, 주파수, 스위치

The present invention relates to a switched mode power supply.

A switching mode power supply according to one aspect of the invention includes a switching transistor coupled to a primary coil of a transformer that rectifies the input alternating voltage to generate an input direct voltage and converts the input direct voltage. The switching mode power supply includes a power supply for supplying power to the secondary side of the transformer according to the operation of the switching transistor, a sense signal corresponding to a feedback voltage corresponding to the voltage on the secondary side of the transformer and a current flowing through the switching transistor and the switching transistor. And a switching controller configured to receive a first signal corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode to control on / off of the switching transistor. The switching controller detects and counts the number of times that the voltage level of the first signal and the reference voltage are the same after turning off the switching transistor, and turns on the switching transistor after a point in time at which the counted first number and the variable reference number are the same.

Figure R1020060067427

Quasi-Resonant Converters, Frequency, Switches

Description

스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법{SWITCHING MODE POWER SUPPLY AND THE DRIVING METHOD THEREOF}Switching mode power supply and its driving method {SWITCHING MODE POWER SUPPLY AND THE DRIVING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 SMPS의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration of an SMPS according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 각 구성에서 발생되는 신호를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a signal generated in each configuration of FIG. 1.

도 3은 PWM 신호 발생부의 구성을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a configuration of a PWM signal generator.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 전압 검출부를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a switching voltage detector according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따라 발생하는 신호를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a signal generated according to a second embodiment of the present invention.

본 발명은 스위칭 모드 파워 서플라이(switching mode power supply : 이하 'SMPS')에 관한 것으로, 특히 유사 공진형(Quasi-Resonant) 스위칭 방식(switching method)의 SMPS 및 그 구동 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching mode power supply (hereinafter referred to as SMPS), and more particularly to an SMPS of a quasi-resonant switching method and a driving method thereof.

SMPS는 입력 교류 전압을 입력 직류 전압(dc-link 전압)으로 정류하고, 입력 직류 전압을 다른 레벨을 갖는 직류 출력 전압으로 변환하는 장치이다. 이때, 직류 출력 전압은 입력 직류 전압보다 크거나 또는 작은 크기를 갖는다. 이와 같은 SMPS는 파워 전자 장치들, 특히 이동 전화, 랩탑 컴퓨터 등과 같은 밧데리 파워 공급 장치들에 주로 사용된다. SMPS is a device that rectifies the input AC voltage into an input DC voltage (dc-link voltage), and converts the input DC voltage into a DC output voltage having a different level. In this case, the DC output voltage has a magnitude greater or smaller than the input DC voltage. Such SMPS is mainly used for power electronic devices, especially battery power supplies such as mobile phones, laptop computers and the like.

한편, 유사 공진형 스위칭 방식의 SMPS는 유사 공진형 컨버터를 포함하는데,유사 공진형 컨버터는 메인 스위치 역할을 수행하는 트랜지스터의 드레인 전압값이 최소일 때, 턴온되므로, 스위칭 손실이 감소한다. 유사 공진형 컨버터에서, 입력 직류 전압의 리플(ripple)에 의한 스위칭 주파수의 변화로 유사 공진형 컨버터의 EMI(Electromagnetic Interference) 스펙트럼(spectrum)은 분산된 형태를 보인다. 그러나, 입력 교류 전압 값이 증가하면, dc-link 전압 리플이 감소한다. dc-link 전압 리플이 감소하면, 스위칭 주파수의 변조 범위가 감소하고, EMI는 증가한다. On the other hand, the SMPS of the quasi-resonant switching method includes a quasi-resonant converter. Since the quasi-resonant converter is turned on when the drain voltage value of the transistor serving as the main switch is minimum, the switching loss is reduced. In the quasi-resonant converter, the electromagnetic interference (EMI) spectrum of the quasi-resonant converter is dispersed due to a change in switching frequency caused by the ripple of the input DC voltage. However, as the input AC voltage value increases, the dc-link voltage ripple decreases. As the dc-link voltage ripple decreases, the modulation range of the switching frequency decreases and EMI increases.

일반적으로 EMI는 같은 전원을 사용하는 다른 장치에 노이즈를 발생시킨다. EMI를 방지하기 위해서 각종 EMI 규제가 있다. 각종 EMI 규제 중 일례로, 각 주파수를 중심으로 일정한 대역 폭에서의 EMI 평균값을 상한선으로 책정한 규제 및 EMI의 평균 값을 상한선으로 책정한 규제가 있다. 일반적으로, SMPS는, 이 규제를 만족하기 위해서 필터가 추가되거나, 외부적인 장치를 추가해야 한다. 따라서 생산 비용을 증가시키는 원인이 된다.In general, EMI creates noise in other devices that use the same power supply. There are various EMI regulations to prevent EMI. As an example of various EMI regulations, there are regulations in which an average value of EMI at a constant bandwidth is set as an upper limit around each frequency and a regulation that an average value of EMI is set as an upper limit. In general, SMPS requires adding a filter or adding an external device to satisfy this regulation. Therefore, it increases the production cost.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 입력 교류 전압에 관계 없이 스위칭 트랜지스터의 스위칭 주파수를 변화시켜 EMI를 감소시키는 SMPS 및 그 구동 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an SMPS and a driving method thereof to reduce EMI by changing a switching frequency of a switching transistor regardless of an input AC voltage.

본 발명의 한 특징에 따르는 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호의전압 레벨과 기준 전압이 동일해지는 횟수를 감지하여 카운트하고, 카운트된 횟수와 가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온시점을 결정한다. 이 때, 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압을 가질 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다.According to one aspect of the present invention, a switching mode power supply includes a switching transistor which rectifies an input AC voltage to generate an input DC voltage, and is coupled to a primary coil of a transformer for converting the input DC voltage, wherein the switching A power supply unit supplying power to the secondary side of the transformer according to an operation of the transistor, a sense signal corresponding to a feedback voltage corresponding to a voltage on the secondary side of the transformer and a current flowing through the switching transistor, and a first of the switching transistor And a switching controller configured to receive a first signal corresponding to a voltage difference between an electrode and a second electrode to control on / off of the switching transistor, wherein the switching controller is configured to, after turning off the switching transistor, the first signal. Detects the number of times the signal's voltage level and reference voltage are equal, Agent, and after the counted number of times with the same time varying the reference frequency, and determines the turn-on time of the switching transistor. At this time, when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage, the switching transistor is turned on.

이 때, 상기 가변 기준 횟수는 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 기준 횟수 또는 제2 기준 횟수를 포함하고, 스위칭 제어부는, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 기준 횟수를 변경한다. In this case, the variable reference number includes at least a first reference number or a second reference number having different values, and the switching controller counts the number of turn-on times of the switching transistor, and determines the variable reference number according to a count result. Change it.

그리고, 스위칭 모드 파워 서플라이는 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 스위칭 전압 검출부를 더 포함하고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 제1 신호의 전압과 기준 전압을 비교하여, 제1 기 준 횟수만큼 상기 기준 전압과 상기 제1 신호의 전압이 동일하면, 지연 시간후에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한 후, 상기 제1 신호의 전압과 기준 전압을 비교하여, 상기 제2 기준 횟수만큼 상기 기준 전압과 상기 제1 신호의전압이 동일하면, 상기 지연 시간 후에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 수행한다. The switching mode power supply further includes a switching voltage detector configured to generate a first signal corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor, wherein the switching controller comprises: a voltage and a reference of the first signal; By comparing the voltages, if the reference voltage and the voltage of the first signal are the same as the first reference number, after the delay time, the operation of turning on the switching transistor is performed at least once, and then the voltage of the first signal. And comparing the reference voltage with each other, if the reference voltage is equal to the voltage of the first signal by the second reference number of times, turning on the switching transistor after the delay time.

또는, 상기 스위칭 제어부는, 소정의 시간이 경과하면, 상기 기준 횟수를 변경한다. 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 하나의 팩으로 형성되거나, 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 각각 구별된 팩으로 형성된다. Alternatively, the switching control unit changes the reference number of times when a predetermined time elapses. The switching control unit and the switching transistor are formed in one pack, or the switching control unit and the switching transistor are each formed in a separate pack.

본 발명의 다른 특징에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이는, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및 상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 전압과 기준 전압에 의해 발생하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호가 제1 레벨을 갖는 구간을 카운트하고, 카운트된 횟수와 가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 시점을 결정한다. 이때, 스위칭 트랜지 스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압을 가질 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시킨다. According to another aspect of the present invention, a switching mode power supply includes a switching transistor configured to rectify an input AC voltage to generate an input DC voltage, and to be coupled to a primary coil of a transformer that converts the input DC voltage. A power supply unit supplying power to the secondary side of the transformer according to an operation of the transistor, a sense signal corresponding to a feedback voltage corresponding to a voltage on the secondary side of the transformer and a current flowing through the switching transistor, and a first of the switching transistor And a switching controller configured to receive a first signal corresponding to a voltage difference between an electrode and a second electrode and a first signal generated by a reference voltage to control on / off of the switching transistor. After turning off the switching transistor, the first signal has a first level. And a turn-on time point of the switching transistor is determined after a point in time at which the counted number and the variable reference number are the same. At this time, when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage, the switching transistor is turned on.

이 때, 상기 가변 기준 횟수는 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 기준 횟수 또는 제2 기준 횟수를 포함하고, 상기 스위칭 제어부는, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 기준 횟수를 변경한다. In this case, the variable reference number includes a first reference number or a second reference number having at least a different value, and the switching controller counts the number of turn-on times of the switching transistor, and according to the count result, the variable reference number Change

그리고, 스위칭 모드 파워 서플라이는 상기 제1 전압과 기준 전압차에 의해 발생하는 제1 전류를 기준 전류와 비교하여, 상기 제1 전류가 상기 기준 전류보다 높은 값을 갖는 구간동안 상기 제1 레벨의 제1 신호를 생성하는 스위칭 전압 검출부를 더 포함한다. 상기 스위칭 제어부는, 상기 제1 신호가 상기 제1 레벨을갖는 구간을 카운트하고, 상기 제1 기준 횟수만큼 카운트된 후, 상기 제1 신호가 최초로 상기 제1 레벨로 변하는 시점으로부터 지연 시간후에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한 후, 상기 제1 신호가 상기 제1 레벨을갖는 구간을 카운트하고, 상기 제2 기준 횟수만큼 카운트된 후, 상기 제1 신호가 최초로 상기 제1 레벨로 변하는 시점으로부터 상기 지연 시간후에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 수행한다.The switching mode power supply compares the first current generated by the first voltage and the reference voltage difference with a reference current, so that the first level of the first level is increased during a period in which the first current has a higher value than the reference current. The apparatus further includes a switching voltage detector configured to generate one signal. The switching controller is further configured to count a section in which the first signal has the first level, count the first reference number of times, and then, after a delay time from the time when the first signal first changes to the first level, After performing an operation of turning on a switching transistor at least once, after counting the interval in which the first signal has the first level, and counting the second reference number of times, the first signal is first the first level. After the delay time from the time point to change, to turn on the switching transistor.

또는, 소정의 시간이 경과하면, 상기 기준 횟수를 변경한다. 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 하나의 팩으로 형성되거나, 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 각각 구별된 팩으로 형성된다.Or, when the predetermined time passes, the reference number of times is changed. The switching control unit and the switching transistor are formed in one pack, or the switching control unit and the switching transistor are each formed in a separate pack.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법으로서, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서, According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a switched mode power supply, the method comprising: rectifying an input AC voltage to generate an input DC voltage, and converting the input DC voltage according to on / off of a switching transistor to generate an output DC voltage. In the driving method of the switching mode power supply,

a)상기 출력 직류 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 단계,a) generating a feedback signal corresponding to the output DC voltage and a sensing signal corresponding to a current flowing through the switching transistor and a first signal corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor,

b) 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호의전압 레벨과 기준 전압이 동일해지는 제1 횟수를 감지하여 카운트하는 단계,b) detecting and counting a first number of times that the voltage level of the first signal is equal to the reference voltage after the switching transistor is turned off;

c) 카운트된 제1 횟수와가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온시점을 결정하는 단계, 및c) determining a turn-on time of the switching transistor after a time point at which the counted first number and the variable reference number are the same; and

d) 상기 c) 단계를 설정된 변조 기준 횟수만큼 반복하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 단계를 포함한다.and d) changing the variable reference number of times after repeating step c) by a predetermined number of modulation references.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법으로서, 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,According to still another aspect of the present invention, there is provided a method of driving a switched mode power supply, the method comprising: rectifying an input AC voltage to generate an input DC voltage, and converting the input DC voltage according to on / off of a switching transistor to generate an output DC voltage. In the driving method of the switching mode power supply,

a)상기 출력 직류 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 전압과 기준 전압에 의해 발생하는 제1 신호를 생성하는 단계,a) generated by a feedback voltage corresponding to the output DC voltage and a sensing signal corresponding to a current flowing through the switching transistor and a first voltage and a reference voltage corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor Generating a first signal to perform,

b) 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호가제1 레벨을 갖는 제1 횟수를감지하여 카운트하는 단계,b) after turning off the switching transistor, detecting and counting a first number of times the first signal has a first level;

c) 카운트된 제1 횟수와가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온을 결정하는 단계, 및c) determining to turn on the switching transistor after a point in time at which the counted first number is equal to the variable reference number, and

d) 상기 c) 단계를 설정된 변조 기준 횟수만큼 반복하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 단계를 포함한다.and d) changing the variable reference number of times after repeating step c) by a predetermined number of modulation references.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하 본 발명의 실시예에 따른 유사 공진형 컨버터 및 이를 사용하는 SMPS에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, a quasi-resonant converter and an SMPS using the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 SMPS의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration of an SMPS according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 SMPS는 전력 공급 부(100), 출력부(200), 바이어스 전압 공급부(300), 스위칭 제어부(400) 및 스위치 전압 검출부(500)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an SMPS according to an exemplary embodiment of the present invention includes a power supply unit 100, an output unit 200, a bias voltage supply unit 300, a switching controller 400, and a switch voltage detector 500. do.

전력 공급부(100)는 교류 입력(AC)를 정류하는 브리지 다이오드(BD), 정류된 전압을 평활화하기 위한 커패시터(Cin), 커패시터(Cin)에 일단이 연결되는 트랜스 포머의 1차 코일(L1)을 포함한다. 전력 공급부(100)는 브리지 다이오드(BD) 및 커패시터(Cin)에 의해 교류 전압(AC)을 직류 전압(Vin)으로 변환하고, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 듀티(duty)에 따라 트랜스 포머의 2차측, 즉 출력부(200)에 전력을 공급한다. 또한, 전력 공급부(100)는 입력 교류 전압의 레벨에 따라 스위칭 제어부(400)에서 스위칭 주파수 변조를 위한 동작을 수행할 여부를 결정하는 변조 판단부(110)를 포함한다. 변조 판단부(110)는 입력 교류 전압이 정류되어 생성되는 직류 전압(Vin)이 변조 기준 전압 이하의 값을 갖으면, 충분한 리플이 발생하므로, 스위칭 제어부(400)에서 별도의 주파수 변조가 필요하지 않은 것으로 판단한다. 그러면, 스위칭 제어부(400)로 주파수 변조를 정지 시키는 주파수 변조 제어 신호(FMS)를 스위칭 제어부(400)의 입력단자(in5)로 전달한다. 이와 달리, 직류 전압(Vin)이 변조 기준 전압을 초과하는 경우, EMI를 방지하기 위한 스위칭 주파수 변조를 위해, 주파수 변조 제어 신호(FMS)를 스위칭 제어부(400)의 입력단자(in5)로 전달한다. 본 발명의 실시예에 따른 변조 기준 전압은 입력 교류 전압의 리플에 의해 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 발생된 주파수 변조에 의해 EMI 규제에 따를 때, 입력되는 입력 교류 전압 중 가장 높은 입력 교류 전압에 대응하는 직류 전압(Vin)으로 설정할 수 있다. The power supply unit 100 includes a bridge diode BD for rectifying the AC input AC, a capacitor Cin for smoothing the rectified voltage, and a primary coil L1 of a transformer having one end connected to the capacitor Cin. It includes. The power supply unit 100 converts the AC voltage AC to the DC voltage Vin by the bridge diode BD and the capacitor Cin, and according to the duty of the switching transistor Qsw, the secondary side of the transformer That is, power is supplied to the output unit 200. In addition, the power supply unit 100 includes a modulation determination unit 110 that determines whether to perform an operation for switching frequency modulation in the switching controller 400 according to the level of the input AC voltage. If the DC voltage Vin generated by rectifying the input AC voltage has a value equal to or less than the modulation reference voltage, the modulation determination unit 110 generates sufficient ripple, and thus, no separate frequency modulation is required in the switching controller 400. I do not think. Then, the frequency modulation control signal FMS for stopping the frequency modulation to the switching controller 400 is transmitted to the input terminal in5 of the switching controller 400. On the contrary, when the DC voltage Vin exceeds the modulation reference voltage, the frequency modulation control signal FMS is transmitted to the input terminal in5 of the switching controller 400 for switching frequency modulation to prevent EMI. . According to an embodiment of the present invention, when the frequency modulation of the switching transistor occurs due to the ripple of the input AC voltage, and according to the EMI regulation by the generated frequency modulation, the highest input AC voltage among the input AC voltages is input. It can be set to the DC voltage Vin corresponding to.

출력부(200)는 트랜스 포머의 2차코일(L2), 트랜스 포머의 2차 코일(L2)의 일단에 애노드가 연결되는 다이오드(D1), 다이오드(D1)의 캐소드와 접지 사이에 연결되는 커패시터(C1)를 포함한다. 여기서 커패시터(C1)의 양단에 걸리는 전압이 출력 전압(Vo)이다. The output unit 200 is a diode (D1) having an anode connected to the secondary coil (L2) of the transformer, the secondary coil (L2) of the transformer, a capacitor connected between the cathode of the diode (D1) and ground (C1). The voltage across the capacitor C1 is the output voltage Vo.

바이어스 전압 공급부(300)는 트랜스 포머의 2차 코일(L3), 트랜스 포머의 2차 코일(L3)의 일단에 애노드가 연결되는 다이오드(D2) 및 다이오드(D2)의 캐소드와 접지 사이에 연결되는 커패시터(C2)를 포함한다. 스위칭 제어부(400)는 일반적으로 IC를 통해 구현가능하며, 바이어스 전압 공급부(300)는 IC를 동작시키기 위한 바이어스 전압(Vcc)을 공급한다. 즉, 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 스위칭을 시작하는 경우에 트랜스 포머의 2차 코일(L3) 및 다이오드(D2)가 동작하여, 커패시터(C2)의 양단에 바이어스 전압(Vcc)이 충전된다. The bias voltage supply unit 300 is connected between a diode D2 having an anode connected to one end of the secondary coil L3 of the transformer and a secondary coil L3 of the transformer, and a cathode of the diode D2 and a ground. Capacitor C2 is included. The switching controller 400 may be generally implemented through an IC, and the bias voltage supply unit 300 supplies a bias voltage Vcc for operating the IC. That is, when the switching transistor Qsw starts switching, the secondary coil L3 and the diode D2 of the transformer operate to charge the bias voltage Vcc across the capacitor C2.

스위치 전압 검출부(500)는 트랜스 포머의 2차 코일(L3)의 전압 신호(VL)를 이용하여 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압에 대응하는 싱크 신호(VS)를 생성하여 스위칭 제어부(400)에 전송한다. 스위치 전압 검출부(500)는 저항(R1, R2), 및 커패시터(C3)를 포함한다. 트랜스 포머의 2차 코일(L3)과 접지 사이에 저항(R1), 저항(R2)가 직렬로 연결되며, 저항(R1)과 저항(R2)의 접점과 접지 사이에 병렬로 커패시터(C3)가 연결된다. 트랜스 포머의 2차 코일(L3)은 1차 코일(L1)의 양단 전압을 반영하며, 1차 코일(L1)의 양단 전압은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)를 Vin 전압만큼 뺀 전압이다. 이에 따라 트랜스 포머의 2차 코일(L3)의 양단 전압(VL)은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압을 반영한 다. 여기서, 저항(R1, R2) 및 커패시터(C3)는 RC 필터 역할(즉, 지연 회로 역할)을 하며, 싱크 신호(VS)의 전압은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인 소스 전압(Vds)에 대응한다. The switch voltage detector 500 generates a sink signal VS corresponding to the drain-source voltage of the switching transistor Qsw by using the voltage signal VL of the secondary coil L3 of the transformer to switch the switching controller 400. To be sent). The switch voltage detector 500 includes resistors R1 and R2 and a capacitor C3. A resistor (R1) and a resistor (R2) are connected in series between the transformer secondary coil (L3) and ground, and a capacitor (C3) in parallel between the contact of the resistor (R1) and resistor (R2) and ground. Connected. The secondary coil L3 of the transformer reflects the voltage across the primary coil L1, and the voltage across the primary coil L1 equals the drain-source voltage Vds of the switching transistor Qsw by the Vin voltage. Minus voltage. Accordingly, the voltage VL across the secondary coil L3 of the transformer reflects the drain-source voltage of the switching transistor Qsw. Here, the resistors R1 and R2 and the capacitor C3 serve as RC filters (that is, as a delay circuit), and the voltage of the sink signal VS corresponds to the drain source voltage Vds of the switching transistor Qsw. .

스위칭 제어부(400)는 PWM(Pulse With Modulator) 신호 발생부(410), 제로 교차 검출부(zero crossing detection unit)(420), 카운터(430), 및 오실레이터(oscillator)(440)를 포함한다. 스위칭 제어부(400)는 피드백 신호(Vfb), 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 통해 흐르는 전류(Ids)를 감지한 신호(이하 '센싱 신호'이라 함)(Vsense) 및 싱크 신호(VS)를 입력받아, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하는 게이트 제어 신호(VGS)를 출력한다. 여기서, 피드백 신호(Vfb)는 출력 전압(Vo)에 대응하는 정보를 가지는 신호로서 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴오프 시점을 결정하는데 사용된다. 이 피드백 신호(Vfb)를 생성하는 방법은 포토 커플링 된 포토 다이오드와 트랜지스터를 이용할 수 있으며, 본발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있으므로 구체적 설명은 생략한다. The switching controller 400 includes a pulse with modulator (PWM) signal generator 410, a zero crossing detection unit 420, a counter 430, and an oscillator 440. The switching controller 400 receives a feedback signal Vfb, a signal (hereinafter, referred to as a 'sensing signal') (Vsense) that senses a current Ids flowing through the switching transistor Qsw, and a sink signal VS. The gate control signal VGS for controlling the on / off of the switching transistor Qsw is output. Here, the feedback signal Vfb is a signal having information corresponding to the output voltage Vo and is used to determine the turn-off time of the switching transistor Qsw. A method of generating the feedback signal Vfb may use a photocoupled photodiode and a transistor, and a detailed description thereof will be omitted since a person skilled in the art can easily understand the present invention.

PWM 신호 발생부(410)는 오실레이터(430)로부터 전송되는 클록 신호(CLK), 센싱 신호(Vsense), 피드백 신호(Vfb)을 입력 받아, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 턴온/턴오프를 제어하는 신호(VGS)를 출력한다. 구체적인 설명은 도 3을 참조하여 후술한다. The PWM signal generator 410 receives a clock signal CLK, a sensing signal Vsense, and a feedback signal Vfb transmitted from the oscillator 430 to control the turn-on / turn-off of the switching transistor Qsw. Outputs (VGS) A detailed description will be described later with reference to FIG. 3.

제로 교차 검출부(420)는 바이어스 전압 공급부(300)의 싱크 신호(VS)를 입력받아, 제2 기준 전압(Vref2)과 동일한 값을 갖는 포인트를 검출하고, 검출된 포인트를 카운트한다. 카운트 결과, 기준 횟수(CR)만큼 싱크 신호(VS)와 제2 기준 전 압(Vref2)이 동일한 포인트가 카운트 되면, 지연 시간(Td)만큼 지연된 후에 오실레이터(440)로 검출 신호(DS)를 출력한다. 본 발명의 실시예에 따른 기준 횟수(CR)는 카운터(430)에 의해 제어된다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 제로 교차 검출부(420)에서, 지연 시간(Td)는 사용자에 의해 설정될 수 있으며, 싱크 신호(VS)의 파형이 제2 기준 전압(Vref2)과 교차하는 시점 및 최저점(valley)을 고려하여 설정될 수 있다. 구체적으로, 싱크 신호(VS)와 제2 기준 전압(Vref2)이 교차하는 포인트와 공진 파형의 최저점(valley)과의 차이를 보상하기 위한 것이다. 지연 시간(Td)은 스위칭 트랜지스터의 드레인-소스 전압의 공진 파형 주기에 따라 미리 설정될 수 있으며, 가장 짧은 공진 파형 주기의 1/4에 해당하는 기간보다 작은 시간 간격으로, 지연 시간(Td)을 설정할 수 있다. 제로 교차 검출부(420)는 변조 판단부(110)로부터 전달되는 주파수 변조 제어 신호(FMS)에 따라 기준 횟수를 결정한다. 주파수 변조 제어신호(FMS)가 주파수 변조를 지시하면, 카운터(430)가 설정한 기준 횟수만큼 싱크 신호(VS)와 제2 기준 전압(Vref2)이 교차하는 포인트를 카운트한 후, 지연 시간(Td)만큼 지연 후, 검출신호(AS)를 오실레이터(440)로 전달한다. 주파수 변조 제어신호(FMS)가 주파수 변조를 지시하지 않으면, 설정된 기준 횟수만큼 싱크 신호(VS)와 제2 기준 전압(Vref2)이 교차하는 포인트를 카운트한 후, 지연 시간(Td)만큼 지연 후, 검출신호(DS)를 오실레이터(440)로 전달한다. 이 때, 설정된기준 횟수는 카운터(430)에 의해 정해지지 않으며, 일정한 값으로 사용자가 미리 정해놓은 값일 수 있다. The zero crossing detection unit 420 receives the sync signal VS of the bias voltage supply unit 300, detects a point having the same value as the second reference voltage Vref2, and counts the detected point. As a result of the counting, when the same point as the sync signal VS and the second reference voltage Vref2 is counted by the reference number CR, the detection signal DS is output to the oscillator 440 after being delayed by the delay time Td. do. The reference number CR according to the embodiment of the present invention is controlled by the counter 430. In addition, in the zero crossing detection unit 420 according to an exemplary embodiment of the present invention, the delay time Td may be set by a user, and a time point at which the waveform of the sync signal VS crosses the second reference voltage Vref2. And it may be set in consideration of the lowest (valley). In detail, the present invention is to compensate for a difference between a point at which the sync signal VS and the second reference voltage Vref2 intersect and a valley of the resonance waveform. The delay time Td may be preset according to the resonant waveform period of the drain-source voltage of the switching transistor. The delay time Td may be set at a time interval smaller than a period corresponding to one quarter of the shortest resonant waveform period. Can be set. The zero crossing detector 420 determines a reference number according to the frequency modulation control signal FMS transmitted from the modulation determiner 110. When the frequency modulation control signal FMS indicates frequency modulation, the delay time Td after counting the point at which the sync signal VS crosses the second reference voltage Vref2 by the reference number set by the counter 430. After delaying by), the detection signal AS is transmitted to the oscillator 440. If the frequency modulation control signal FMS does not indicate frequency modulation, after counting the points where the sync signal VS crosses the second reference voltage Vref2 by a predetermined reference number, and after delaying the delay time Td, The detection signal DS is transmitted to the oscillator 440. At this time, the set reference number is not determined by the counter 430, but may be a value predetermined by the user as a predetermined value.

오실레이터(440)는 검출신호(DS)가 감지되면, 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 생성하여 PWM 신호 발생부(410)로 전달한다. When the oscillator 440 detects the detection signal DS, the oscillator 440 generates a clock signal CLK having a high level pulse and transmits the generated clock signal CLK to the PWM signal generator 410.

카운터(430)는 주파수 변조 제어 신호(FMS)에 따라 기준 횟수 변경여부를 결정한다. 카운터(430)는 오실레이터(440)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)가 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 기준 횟수를 설정한다. 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 제어부(400)는 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 주파수 변조를 위해 제로 교차 검출부(420)의 기준 횟수를 변화시킨다. 이 때, 기준 횟수는 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온하는 매 시점마다 변경될 수 있으며, 일정한 횟수만큼 클록 신호(CLK)가 카운트 될 때마다, 기준 횟수를 변경할 수 있다. 불규칙적으로, 랜덤(random) 변수를 생성하고, 랜던 변수와 클록 신호(CLK)가 카운트되는 횟수를 비교하여, 동일할 때, 기준 횟수를 변경할 수 있다. 그리고, 소정의 시간이 경과한 후, 기준 횟수를 변경할 수 있으며, 소정의 시간은 불규칙적으로 정해질 수 있다. The counter 430 determines whether to change the reference number of times according to the frequency modulation control signal FMS. The counter 430 counts the number of times the clock signal CLK output from the oscillator 440 turns on the switching transistor, and sets the reference number according to the count result. The switching controller 400 according to the exemplary embodiment of the present invention changes the reference number of the zero crossing detector 420 for frequency modulation of the switching transistor Qsw. In this case, the reference number may be changed at every time of turning on the switching transistor Qsw, and the reference number may be changed every time the clock signal CLK is counted by a predetermined number of times. Irregularly, a random variable may be generated, and the reference number may be changed when the random variable is compared with the number of times the clock signal CLK is counted. After a predetermined time elapses, the reference number may be changed, and the predetermined time may be determined irregularly.

한편, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인은 트랜스 포머의 1차 코일(L1)의 타단에 연결되며, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 소스와 접지 사이에 센싱 저항(Rsense)이 연결된다. 그리고 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인과 소스 사이에 공진 커패시터(CR)가 별도로 연결될 수 있으며, 공진 커패시터(CR)를 사용하지 않을 경우에는 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 간의 기생 커패시턴스가 공진에 사용된다. 이하에서는 편의상 공진 커패시터(CR)를 사용하는 경우를 가정하여 설명한다. 도 1에서는 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 N 채널 타입의 MOSFET으로 나타내었으나 스위치 역할을 하는 다른 스위칭 트랜지스터로 대체될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 제1 및 제2 전극으로 각각 드레인 전극 및 소스 전극을 갖으며, 제어 전극으로 게이트 전극을 갖는다. PWM 신호 발생부(410)의 출력 신호(VGS)는 게이트 전극으로 입력되며, 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 출력 신호(VGS)에 의해 제어되어 턴온/턴오프된다. Meanwhile, the drain of the switching transistor Qsw is connected to the other end of the primary coil L1 of the transformer, and the sensing resistor Rsense is connected between the source and the ground of the switching transistor Qsw. In addition, the resonant capacitor CR may be separately connected between the drain and the source of the switching transistor Qsw, and when the resonant capacitor CR is not used, the parasitic capacitance between the drain and the source of the switching transistor Qsw is used for resonance. do. In the following description, it is assumed that a resonant capacitor CR is used for convenience. In FIG. 1, the switching transistor Qsw is represented as an N-channel MOSFET, but may be replaced by another switching transistor serving as a switch. The switching transistor Qsw according to the embodiment of the present invention has a drain electrode and a source electrode as first and second electrodes, and a gate electrode as a control electrode. The output signal VGS of the PWM signal generator 410 is input to the gate electrode, and the switching transistor Qsw is controlled by the output signal VGS to be turned on / off.

이하에서는 도 2 를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 SMPS의 구동 방법에 대해서 설명한다. Hereinafter, a driving method of an SMPS according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 도 1의 각 구성에서 발생되는 신호를 나타내는 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating a signal generated in each configuration of FIG. 1.

먼저, T1 시점에 PWM 신호 발생부(410)의 출력신호(VGS)가 하이(High)로 되면, 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴온된다. 이때 도 2의 (a)에 나타낸 바와 같이 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 통해 흐르는 전류(Ids)가 소정의 기울기(Vin/L1)를 가지며 증가한다. 이와 같은 전류(Ids)는 센싱 저항(Rsense)에 의해 센싱 신호(Vsense)로 변환되어 PWM 신호 발생부(410)로 전송되며, PWM 신호 발생부(410)는 피드백 신호(Vfb)와 센싱 신호(Vsense)를 비교하여 T2 시점에 VGS 신호를 하이(High)상태에서 로우(Low)상태로 변경한다. 이에 따라 T2 시점에 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 턴오프된다. First, when the output signal VGS of the PWM signal generator 410 becomes high at the time T1, the switching transistor Qsw is turned on. At this time, as shown in FIG. 2A, the current Ids flowing through the switching transistor Qsw increases with a predetermined slope Vin / L1. The current Ids is converted into the sensing signal Vsense by the sensing resistor Rsense and transmitted to the PWM signal generator 410, and the PWM signal generator 410 is the feedback signal Vfb and the sensing signal (S). Vsense) is compared to change the VGS signal from the high state to the low state at time T2. Accordingly, the switching transistor Qsw is turned off at the time T2.

T2 시점에 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴오프되면, 도 2의 (b)에 나타낸 바와같이 다이오드(D1)를 통해 흐르는 전류(Is)는 -Vo/L2의 기울기를 가지며 영(zero)으로 감소한다. 한편, 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴오프되면 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)은 [Vin+Vo*Np/Ns](여기서, Np와 Ns는 트랜스 포머의 1차측과 2차측의 턴비를 나타냄)까지 상승한다. When the switching transistor Qsw is turned off at the time T2, as shown in FIG. 2B, the current Is flowing through the diode D1 decreases to zero with a slope of -Vo / L2. . On the other hand, when the switching transistor Qsw is turned off, the drain-source voltage Vds of the switching transistor Qsw is [Vin + Vo * Np / Ns] (where Np and Ns are the primary and secondary sides of the transformer. To turn ratio).

전류(Is)가 영(zero)가 되는 시점, 즉 T3에서 다이오드(D1)는 턴오프되며 2차코일(L2)은 높은 임피던스(High Impedance)상태로 변환된다. 이에 따라 트랜스 포머의 1차코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하며, 공진 주기는 1차 코일(L1)의 인덕턴스와 공진 커패시터(CR)의 커패시턴스 값에 의해 정해진다. 이와 같이 트랜스 포머의 1차코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하는 경우, Vds 신호가 Vin 전압을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 도 2의 (c)에 나타낸 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)에 대응하는 전압 신호(VL)도 제1 기준 전압(Vref1)을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 전압 신호(VL)은 2차 코일(L3)에 발생하는 전압에 따라 결정되는데, 이 전압은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds) 신호를 그대로 반영하고 있다.At a time when the current Is becomes zero, that is, at T3, the diode D1 is turned off and the secondary coil L2 is converted into a high impedance state. Accordingly, resonance occurs between the primary coil L1 of the transformer and the resonance capacitor CR, and the resonance period is determined by the inductance of the primary coil L1 and the capacitance value of the resonance capacitor CR. As described above, when resonance occurs between the primary coil L1 of the transformer and the resonance capacitor CR, the Vds signal is fluctuated by drawing a cosine curve based on the Vin voltage. As shown in FIG. 2C, the voltage signal VL corresponding to the drain-source voltage Vds of the switching transistor Qsw also has a cosine curve based on the first reference voltage Vref1. And it fluctuates. The voltage signal VL is determined according to the voltage generated in the secondary coil L3, and this voltage reflects the drain-source voltage Vds signal of the switching transistor Qsw as it is.

한편, 스위치 전압 검출부(500)에 의해, 도 2의 (d)와 같은 싱크 신호(VS)가생성된다. 즉, 스위치 전압 검출부(500)의 저항(R1, R2) 및 커패시터(C5)에 의해 도 2의 (d)와 같은 싱크 신호(VS)가 생성된다. 여기서, RC 시정수에 의해 싱크 신호(VS)는 전압 신호(VL)보다 조금 늦게 상승하거나 하강한다. 이에 따라 Vds 신호가 최소가 되는 지점과 싱크 신호(VS)가 최소가 되는 지점이 약간 어긋나게 된다. 즉, 스위치 전압 검출부(500)의 저항(R1, R2) 및 커패시터(C5)는 전압 신호(VL)를 지연하여 싱크 신호(VS)를 생성하는 지연회로(delay circuit) 역할을 한다. On the other hand, the switch voltage detector 500 generates the sync signal VS as shown in FIG. That is, the sink signal VS as shown in FIG. 2D is generated by the resistors R1 and R2 and the capacitor C5 of the switch voltage detector 500. The sync signal VS rises or falls slightly later than the voltage signal VL due to the RC time constant. As a result, the point where the Vds signal is minimum and the point where the sync signal VS is minimum are slightly shifted. That is, the resistors R1 and R2 and the capacitor C5 of the switch voltage detector 500 serve as a delay circuit for delaying the voltage signal VL to generate the sink signal VS.

제로 교차 검출부(420)는 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이 싱크 신호(VS)가 제2 기준전압(Vref2)와 교차하는 시점, C1, C2, C3, C4, 및 C5 시점을 검출한다. 그리고, 제로 교차 검출부(420)는 교차하는 횟수를 카운트하여, 기준 횟수와 비교한다. 도 2에서는 먼저 기준횟수가 5회인 경우에 대해서 설명한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제로 교차 검출부(420)는 교차하는 시점마다 하이 레벨 펄스(HP)를 생성하여 카운트할 수 있으며, 다섯번째 하이 레벨 펄스(HP)가 생성된 후, 지연 시간(Td)만큼 지연 후, 하이 레벨의 펄스를 갖는 검출신호(AS)를 생성하여, 오실레이터(440)로 전송한다. As illustrated in FIG. 2E, the zero crossing detection unit 420 detects a time point at which the sync signal VS crosses the second reference voltage Vref2, and a time point C1, C2, C3, C4, and C5. Then, the zero crossing detection unit 420 counts the number of crossings and compares it with the reference number. In FIG. 2, the case where the reference number is five times will be described first. However, the present invention is not limited thereto. The zero crossing detection unit 420 may generate and count the high level pulse HP at each time point of crossing. After the fifth high level pulse HP is generated, the zero crossing detection unit 420 may delay the delay time Td to generate a high level pulse HP. The detection signal AS having the pulse is generated and transmitted to the oscillator 440.

그러면, 도 2의 (f)에 나타낸 바와 같이, 시점 T4에서, 오실레이터(440)는 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 생성하여, PWM 신호 발생부(410)로 전송한다. Then, as shown in (f) of FIG. 2, at time point T4, the oscillator 440 generates a clock signal CLK having a high level pulse and transmits it to the PWM signal generator 410.

PWM 신호 발생부(410)는 도 2의 (g)에 나타낸 바와 같이, 클록 신호(CLK)의 폴링 타이밍(T5)에 VGS 신호를 하이(High) 레벨로 변경시킨다. 이에 따라 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 싱크 신호(VS)가 제2 기준 전압(Vref2)과 다섯 번 교차된 후, 가장 낮은 시점인 T5에서 턴온된다. As shown in FIG. 2G, the PWM signal generator 410 changes the VGS signal to a high level at the polling timing T5 of the clock signal CLK. Accordingly, the switching transistor Qsw is turned on at the lowest point T5 after the sync signal VS crosses the second reference voltage Vref2 five times.

본 발명의 실시예에 따른 제로 교차 검출부(420)의 기준 횟수는 5번으로 설정하였으나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 방법으로, 변조 기준 횟수(k)만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하는 동안, 카운터(430)는 오실레이터(440)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)가 하이 레벨의 펄스를 갖는 횟수를 카운트하여 설정된 변조 기준 횟수(k)만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하였는지 판단한다. 카운터(430)는 설정된 변조 기준 횟수(k)만큼 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 카운트하면, 기준 횟수를 3번으로 변경시킨다. 이 때, 변조 기준 횟수(k)는 위에서도 언급한 바와 같이, 일정한 주기를 갖고 변하거나, 일정한 시간이 지나면 변하는 등, 불규칙적으로 변할 수 있다. The reference count of the zero crossing detection unit 420 according to the embodiment of the present invention is set to 5, but is not limited thereto. In this manner, while controlling the on / off of the switching transistor Qsw by the modulation reference number k, the counter 430 has a high level pulse with the clock signal CLK output from the oscillator 440. The number of times is counted to determine whether the on / off of the switching transistor Qsw is controlled by the set modulation reference number k. When the counter 430 counts the clock signal CLK having the high level pulse by the set modulation reference number k, the counter 430 changes the reference number to three. At this time, as mentioned above, the modulation reference number k may change at regular intervals, or may change irregularly after a predetermined time.

이하, 기준 횟수가 3번으로 변경되었을 때의 동작에 대해서 설명한다. 시점 T6에서 턴온된 후, 시점 T7에서 턴오프되고, 그 후, 전압 신호(VL)가 공진되는 것은 앞에서 설명한 것과 동일하다.The operation when the reference number is changed to three will be described below. After being turned on at the time point T6, it is turned off at the time point T7, and then the voltage signal VL is resonated as described above.

제로 교차 검출부(420)는 도 2의 (e)에 나타낸 바와 같이 싱크 신호(VS)가 제2 기준전압(Vref2)와 교차하는 시점, C6, C7 및 C8 시점을 검출한다. 그리고, 제로 교차 검출부(420)는 교차하는 횟수를 카운트하여, 기준 횟수와 비교한다. 기준 횟수가 3번이므로, 제로 교차 검출부(420)는 교차하는 시점마다 하이 레벨 펄스를 생성하여 카운트하고, 세번째 하이 레벨 펄스가 생성된 후, 지연 시간(Td)만큼 지연 후, 하이 레벨의 펄스를 갖는 검출신호(AS)를 생성하여, 오실레이터(440)로 전송한다. As illustrated in (e) of FIG. 2, the zero crossing detector 420 detects a time point at which the sync signal VS crosses the second reference voltage Vref2, and a time point C6, C7, and C8. Then, the zero crossing detection unit 420 counts the number of crossings and compares it with the reference number. Since the reference count is three times, the zero crossing detection unit 420 generates and counts a high level pulse at each time point of crossing, and after generating the third high level pulse, delays the high level pulse after a delay time Td. The detection signal AS is generated and transmitted to the oscillator 440.

그러면, 도 2의 (f)에 나타낸 바와 같이, 시점 T8에서, 오실레이터(440)는 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 생성하여, PWM 신호 발생부(410)로 전송한다. Then, as shown in (f) of FIG. 2, at time point T8, the oscillator 440 generates a clock signal CLK having a high level pulse and transmits it to the PWM signal generator 410.

PWM 신호 발생부(410)는 도 2의 (g)에 나타낸 바와 같이, 클록 신호(CLK)의 폴링 타이밍(T9)에 VGS 신호를 하이(High) 레벨로 변경시킨다. 이에 따라 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 싱크 신호(VS)가 제2 기준 전압(Vref)와 세 번 교차된 후, 가장 낮은 시점인 T9에서 턴온된다. As shown in FIG. 2G, the PWM signal generator 410 changes the VGS signal to a high level at the polling timing T9 of the clock signal CLK. Accordingly, the switching transistor Qsw is turned on at the lowest point T9 after the sink signal VS crosses the second reference voltage Vref three times.

이와 같은 방법으로, 설정된 횟수(k)만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프 를 제어하는 동안, 카운터(430)는 오실레이터(440)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)가 하이 레벨의 펄스를 갖는 횟수를 카운트하여 설정된 횟수(k)만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하였는지 판단한다. 카운터(430)는 설정된 횟수(k)만큼 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 카운트하면, 기준 횟수를 3번이 아닌 다른 값으로 변경시킨다.In this manner, while controlling the on / off of the switching transistor Qsw by the set number k, the counter 430 counts the number of times that the clock signal CLK output from the oscillator 440 has a high level pulse. It is determined whether the on / off of the switching transistor Qsw has been controlled by counting the number of times k. When the counter 430 counts the clock signal CLK having the high level pulse by the set number k, the counter 430 changes the reference number to a value other than three.

이하, 도 3을 참조하여 PWM 신호 발생부(410)에 대해서 설명한다.Hereinafter, the PWM signal generator 410 will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 PWM 신호 발생부(410)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, PWM 신호 발생부(410)는 PWM 비교기(411), PWM 플립플롭(412), NOR 게이트(413) 및 게이트 드라이버(414)를 포함한다.3 is a diagram illustrating a configuration of the PWM signal generator 410. As shown in FIG. 3, the PWM signal generator 410 includes a PWM comparator 411, a PWM flip-flop 412, a NOR gate 413, and a gate driver 414.

PWM 비교기(411)는 피드백 신호와 감지 신호를 비교하여, 피드백 신호보다 감지 신호가 더 높은 레벨을 갖는 경우, 하이 레벨의 신호를 PWM 플립플롭(412)의 리셋 단(R)으로 출력한다. The PWM comparator 411 compares the feedback signal with the sensing signal, and outputs a high level signal to the reset stage R of the PWM flip-flop 412 when the sensing signal has a higher level than the feedback signal.

PWM 플립플롭(412)의 리셋 단에 하이 레벨의 신호가 입력되면, PWM 플립플롭(412)의 반전 출력단(/Q)에서 하이 레벨의 신호가 NOR 게이트(413)로 출력된다. 그러면, 오실레이터(440)의 클록 신호(CLK)의 레벨에 관계 없이 NOR 게이트(413)는 로우 레벨의 신호를 출력하고, 이 때, 게이트 드라이버(414)는 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴오프 시킨다.When the high level signal is input to the reset terminal of the PWM flip-flop 412, the high level signal is output to the NOR gate 413 at the inverting output terminal / Q of the PWM flip-flop 412. Then, regardless of the level of the clock signal CLK of the oscillator 440, the NOR gate 413 outputs a low level signal, and at this time, the gate driver 414 turns off the switching transistor Qsw.

그 후, 도 2의 (d)에 나타낸 바와 같이, 클록 신호(CLK)가 하이 레벨의 펄스가 되면, PWM 플립플롭(412)의 셋단(S)에 입력되고, PWM 플립플롭(412)의 반전 출력단자(/Q)로 로우 레벨의 신호가 출력되어 NOR 게이트(413)로 입력된다. 그리고, 시점 T1, T5, T6 및 T9와 같이, 클록신호의 폴링 타이밍에 NOR 게이트(413)는 입력 신호가 모두 로우 레벨이므로, 하이 레벨의 신호를 게이트 드라이버(414)로 출력한다.Thereafter, as shown in FIG. 2D, when the clock signal CLK becomes a high level pulse, the clock signal CLK is input to the set terminal S of the PWM flip-flop 412 to invert the PWM flip-flop 412. A low level signal is output to the output terminal / Q and input to the NOR gate 413. As in the time points T1, T5, T6, and T9, the NOR gate 413 outputs a high level signal to the gate driver 414 at the polling timing of the clock signal because the input signals are all at the low level.

그러면, 게이트 드라이버는 시점 T1, T5, T6 및 T9에서 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 턴온시킨다. The gate driver then turns on the switching transistor Qsw at points T1, T5, T6, and T9.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동방법은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)에 대응하는 싱크 신호(VS)가 제2 기준 전압이 되는 횟수를 카운트하고, 기준 횟수와 비교하며, 기준 횟수를 임의의 간격(변조 기준 횟수)으로 변경시키면서 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어한다. 따라서, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 주파수 변조 범위가 입력 교류 전압의 레벨에 관계없이 유지된다. 그러면 입력 교류 전압이 상승하고, 그에 따라dc-link 전압의 리플 폭이 감소하여 발생하는 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 주파수 변조 범위가 감소하는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, EMI를 감소시킬 수 있다. As described above, in the switching mode power supply and the driving method thereof, the number of times that the sink signal VS corresponding to the drain-source voltage Vds of the switching transistor Qsw becomes the second reference voltage is counted. The on / off of the switching transistor Qsw is controlled while changing the reference number at an arbitrary interval (modulation reference number). Thus, the frequency modulation range of the switching transistor Qsw is maintained regardless of the level of the input AC voltage. As a result, the input AC voltage increases, thereby reducing the frequency modulation range of the switching transistor Qsw due to the decrease in the ripple width of the dc-link voltage. Therefore, EMI can be reduced.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 전류 센싱에 의해 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조를 수행하는 SMPS를 설명한다.Hereinafter, an SMPS for performing frequency modulation of a switching transistor by current sensing according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 전압 검출부(500')를 도시한 것이다. 4 illustrates a switching voltage detector 500 ′ according to a second embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스위칭 전압 검출부(500')는 전류-미러(current-mirror) 방식을 이용하여, 스위칭 트랜지스터(Qsw) 의 드레인-소스 전압을 검출한다.As shown in FIG. 4, the switching voltage detector 500 ′ according to the second embodiment of the present invention detects the drain-source voltage of the switching transistor Qsw by using a current-mirror method. do.

스위칭 전압 검출부(500')는 기준 전류원(Ir), 전원(Vcc), 저항(R4), 저항(R5), 제1 BJT(B1), 다이오드 연결되어 있는 제2 BJT(B2), 검출 트랜지스터(M) 및 비교기(510)를 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 검출 트랜지스터(M)는 N 채널 타입의 MOSFET이며, 드레인 전극, 소스 전극 및 게이트 전극을 제1 전극, 제2 전극 및 제어전극으로 갖는다. 스위칭 전압 검출부(500')와 2차 코일(L3) 사이에는 저항(R3)가 연결되어 있어, 전압(VC)과 전압신호(VL)의 전압차에 따라 발생하는 전류 신호(i)를 조절한다.The switching voltage detector 500 'includes a reference current source Ir, a power supply Vcc, a resistor R4, a resistor R5, a first BJT (B1), a diode-connected second BJT (B2), and a detection transistor ( M) and comparator 510. The detection transistor M according to the second embodiment of the present invention is an N-channel MOSFET and has a drain electrode, a source electrode, and a gate electrode as the first electrode, the second electrode, and the control electrode. A resistor R3 is connected between the switching voltage detector 500 'and the secondary coil L3 to adjust the current signal i generated according to the voltage difference between the voltage VC and the voltage signal VL. .

비교기(510)의 비반전단자(+)에는 기준전압(Vr)이 입력되고, 전압(VC)은 바전단자(-)에 입력된다. 전압(VC)이 기준전압(Vr)보다 크면, 트랜지스터가 턴오프되어, 전압(VC)이 기준전압(Vr)보다 작으면, 트랜지스터가 턴온되어 전압(VC)는 상승한다. 따라서 전압(VC)는 기준전압(Vr)과 동일한 값으로 유지된다.The reference voltage Vr is input to the non-inverting terminal + of the comparator 510, and the voltage VC is input to the negative terminal (−). If the voltage VC is greater than the reference voltage Vr, the transistor is turned off. If the voltage VC is less than the reference voltage Vr, the transistor is turned on and the voltage VC rises. Therefore, the voltage VC is maintained at the same value as the reference voltage Vr.

전압 신호(VL)가 전압(VC)보다 작을 때, 전압 신호(VL)의 전압값과 전압(VC)의 전압차에 따라 발생하는 전류(i)는 다이오드 연결된 제2 BJT에 흐르고, 전류-미러에 의해 전류(i)는 제1 BJT(B1)의 에미터 단자를 통해 흐른다. 이때, 전류(i)가 기준 전류원(Ir)보다 작으면, 로우 레벨의 싱크 신호(VS')가 출력되고, 전류(i)가 기준 전류원(Ir)보다 크면, 하이 레벨의 싱크 신호(VS')가 출력된다. 본 발명의 실시예에 따라 발생하는 전류(i)가 기준 전류원(Ir)보다 큰 값을 갖게 되어, 하이 레벨의 싱크 신호(VS')를 출력할 때, 전압 신호(VL)의 값을 센싱 기준 전압(Vref3)으로 설정한다. 따라서, 전압 신호(VL)가 센싱 기준 전압(Vref3) 이하인 구간에서, 싱크 신호(VS')는 하이 레벨이 된다. When the voltage signal VL is smaller than the voltage VC, a current i generated according to the voltage value of the voltage signal VL and the voltage difference of the voltage VC flows in the diode-connected second BJT, and the current-mirror The current i flows through the emitter terminal of the first BJT B1. At this time, when the current i is smaller than the reference current source Ir, a low level sink signal VS 'is output. When the current i is larger than the reference current source Ir, the high level sink signal VS' is output. ) Is output. When the current i generated according to the embodiment of the present invention has a larger value than the reference current source Ir, and outputs the high level sync signal VS ', the value of the voltage signal VS is sensed based on the sensing reference. Set to voltage Vref3. Therefore, in the period where the voltage signal VS is less than or equal to the sensing reference voltage Vref3, the sink signal VS ′ becomes a high level.

제로 교차 검출부(420')는 하이 레벨의 싱크 신호(VS')가 출력되는 구간을 카운트하여, 기준 횟수와 비교한다. 제로 교차 검출부(420')는 비교 결과 기준 횟수와 동일하면, 그 이후에 싱크 신호(VS')가 하이 레벨로 변하는 라이징 타이밍이 감지되는 순간부터, 지연 시간(Td')만큼 지연시킨 후 검출신호(AS')를 오실레이터(440)에 전달한다.The zero crossing detection unit 420 'counts a section in which the high level sync signal VS' is output and compares it with the reference number of times. When the zero crossing detection unit 420 'is equal to the reference number of times as a result of the comparison, the detection signal is delayed by the delay time Td' from the moment when the rising timing at which the sink signal VS 'changes to a high level is detected thereafter. AS 'to the oscillator 440.

그러면, 오실레이터(440)는 검출신호(AS')를 입력받으면, 그 때 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 생성하여, PWM 신호 발생부(410)로 전달한다.When the oscillator 440 receives the detection signal AS ′, the oscillator 440 generates a clock signal CLK having a high level pulse and transmits the generated clock signal CLK to the PWM signal generator 410.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 SMPS에서 발생하는 신호를 도시한 것이다. 5 illustrates a signal generated in an SMPS according to a second embodiment of the present invention.

T11 시점에 PWM 신호 발생부(410)의 출력신호(VGS)가 하이(High)로 되면, 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴온된다. 이때 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같이 스위칭 트랜지스터(Qsw)를 통해 흐르는 전류(Ids)가 소정의 기울기(Vin/L1)를 가지며 증가한다. 이와 같은 전류(Ids)는 센싱 저항(Rsense)에 의해 센싱 신호(Vsense)로 변환되어 PWM 신호 발생부(410)로 전송되며, PWM 신호 발생부(410)는 피드백 신호(Vfb)와 센싱 신호(Vsense)를 비교하여 T12 시점에 VGS 신호를 하이(High)상태에서 로우(Low)상태로 변경한다. 이에 따라 T2 시점에 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 턴오프된다. When the output signal VGS of the PWM signal generator 410 becomes high at time T11, the switching transistor Qsw is turned on. At this time, as shown in FIG. 5A, the current Ids flowing through the switching transistor Qsw increases with a predetermined slope Vin / L1. The current Ids is converted into the sensing signal Vsense by the sensing resistor Rsense and transmitted to the PWM signal generator 410, and the PWM signal generator 410 is the feedback signal Vfb and the sensing signal (S). Vsense) is compared to change the VGS signal from the high state to the low state at time T12. Accordingly, the switching transistor Qsw is turned off at the time T2.

T12 시점에 스위칭 트랜지스터(Qsw)가 턴오프되면, 도 5의 (b)에 나타낸 바와같이 다이오드(D1)를 통해 흐르는 전류(Is)는 -Vo/L2의 기울기를 가지며 영(zero)으로 감소한다. When the switching transistor Qsw is turned off at the time T12, as shown in FIG. 5B, the current Is flowing through the diode D1 decreases to zero with a slope of -Vo / L2. .

전류(Is)가 영(zero)가 되는 시점 T13에서 트랜스 포머의 1차코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하며, 공진 주기는 1차 코일(L1)의 인덕턴스와 공진 커패시터(CR)의 커패시턴스 값에 의해 정해진다. 이와 같이 트랜스 포머의 1차 코일(L1)과 공진 커패시터(CR)간에 공진이 발생하는 경우, Vds 신호가 Vin 전압을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 도 5의 (c)에 나타낸 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)에 대응하는 전압 신호(VL)도 제1 기준 전압(Vref1)을 기준으로 코사인 커브(cosine curve)를 그리며 변동된다. 전압 신호(VL)는 2차 코일(L3)에 발생하는 전압에 따라 결정되는데, 이 전압은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds) 신호를 그대로 반영하고 있다.At the time T13 when the current Is becomes zero, resonance occurs between the primary coil L1 of the transformer and the resonant capacitor CR, and the resonant period is the inductance of the primary coil L1 and the resonant capacitor ( It is determined by the capacitance value of CR). As described above, when resonance occurs between the primary coil L1 of the transformer and the resonance capacitor CR, the Vds signal is fluctuated by drawing a cosine curve based on the Vin voltage. As shown in FIG. 5C, the voltage signal VL corresponding to the drain-source voltage Vds of the switching transistor Qsw also has a cosine curve based on the first reference voltage Vref1. And it fluctuates. The voltage signal VL is determined according to the voltage generated in the secondary coil L3, and this voltage reflects the drain-source voltage Vds signal of the switching transistor Qsw as it is.

한편, 스위치 전압 검출부(500)에 의해, 도 5의 (c)에서 구간T14 및 구간 T15동안 하이레벨의 싱크 신호(VS')가 생성된다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 기준 횟수를 2번으로 가정하면, 제로 교차 검출부(420)는 하이 레벨의 싱크 신호(VS')가 기준 횟수 만큼 감지된 후, 최초의 싱크 신호(VS') 라이징 타임이 발생하는 시점 T16으로부터 지연 시간(Td')후에 검출신호(AS')를 생성하여, 오실레이터(440)로 전달한다. 그러면, 오실레이터(440)는 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 생성하여, 시점 T17에 PWM 신호 발생부(410)로 전달한다. 도 5에서는 먼저 기준횟수가 두번인 경우에 대해서 설명한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. On the other hand, the switch voltage detector 500 generates the high level sync signal VS 'during the period T14 and the period T15 in FIG. 5C. If the reference count according to the second embodiment of the present invention is assumed to be 2, the zero crossing detection unit 420 detects the high-level sync signal VS 'by the reference number of times, and then the first sync signal VS'. The detection signal AS 'is generated after the delay time Td' from the time T16 at which the rising time occurs, and the detection signal AS 'is transmitted to the oscillator 440. Then, the oscillator 440 generates a clock signal CLK having a high level pulse and transmits the clock signal CLK to the PWM signal generator 410 at a time point T17. In FIG. 5, the case where the reference number is twice is described first. However, the present invention is not limited thereto.

PWM 신호 발생부(410)는 도 5의 (e)에 나타낸 바와 같이, 클록 신호(CLK)의 폴링 타이밍(T18)에 VGS 신호를 하이(High) 레벨로 변경시킨다. 이에 따라 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 싱크 신호(VS')가 하이 레벨인 구간이 두 번 감지된 후, 전압 신호(VL)가 가장 낮은 시점인 T18에서 턴온된다. As shown in FIG. 5E, the PWM signal generator 410 changes the VGS signal to a high level at the polling timing T18 of the clock signal CLK. Accordingly, the switching transistor Qsw is turned on at T18, when the voltage signal VL is at the lowest point, after sensing the section in which the sink signal VS 'is high level twice.

본 발명의 제2 실시예에 따른 제로 교차 검출부(420)의 기준 횟수는 두번으로 설정하였으나, 이에 한정되지 않는다. 이와 같은 방법으로, 변조 기준 횟수(k')만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하는 동안, 카운터(430)는 오실레이터(440)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)가 하이 레벨의 펄스를 갖는 횟수를 카운트하여 설정된 변조 기준 횟수(k')만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하였는지 판단한다. 카운터(430)는 설정된 변조 기준 횟수(k')만큼 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 카운트하면, 기준 횟수를 한번으로 변경시킨다. 이 때, 변조 기준 횟수(k)는 위에서도 언급한 바와 같이, 일정한 주기를 갖고 변하거나, 일정한 시간이 지나면 변하는 등, 불규칙적으로 변할 수 있다. Although the reference number of the zero crossing detection unit 420 according to the second embodiment of the present invention is set to twice, the present invention is not limited thereto. In this manner, while controlling the on / off of the switching transistor Qsw by the modulation reference number k ', the counter 430 outputs a high level pulse by the clock signal CLK output from the oscillator 440. It is determined whether the on / off of the switching transistor Qsw is controlled by the set modulation reference number k 'by counting the number of times. When the counter 430 counts the clock signal CLK having the high level pulse by the set modulation reference number k ', the counter 430 changes the reference number once. At this time, as mentioned above, the modulation reference number k may change at regular intervals, or may change irregularly after a predetermined time.

이하, 기준 횟수가 한번으로 변경되었을 때의 동작에 대해서 설명한다. 시점 T21에서 턴온된 후, 시점 T22에서 턴오프되고, 그 후, 전압 신호(VL)가 공진되는 것은 앞에서 설명한 것과 동일하다.The operation when the reference count is changed once is described below. After being turned on at the time point T21, it is turned off at the time point T22, and then the voltage signal VL is resonated as described above.

제로 교차 검출부(420)는 싱크 신호(VS')가 구간 T23에서 하이 레벨을 갖고, 최초의 싱크 신호(VS') 라이징 타임이 발생하는 시점 T24로부터 지연 시간(Td')후에 검출신호(AS')를 생성하여, 오실레이터(440)로 전달한다. 그러면, 오실레이터(440)는 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 생성하여, 시점 T25에 PWM 신호 발생부(410)로 전달한다. The zero crossing detection unit 420 detects the signal AS 'after the delay time Td' from the time point T24 when the sink signal VS 'has a high level in the period T23 and the first sink signal VS' rising time occurs. ) Is delivered to the oscillator 440. Then, the oscillator 440 generates a clock signal CLK having a high level pulse and transmits the clock signal CLK to the PWM signal generator 410 at a time point T25.

PWM 신호 발생부(410)는 도 5의 (e)에 나타낸 바와 같이, 클록 신호(CLK)의 폴링 타이밍(T26)에 VGS 신호를 하이(High) 레벨로 변경시킨다. 이에 따라 스위칭 트랜지스터(Qsw)는 싱크 신호(VS')가 하이 레벨인 구간이 한 번 감지된 후, 전압 신호(VL)이 가장 낮은 시점인 T26에서 턴온된다. As shown in FIG. 5E, the PWM signal generator 410 changes the VGS signal to a high level at the polling timing T26 of the clock signal CLK. Accordingly, the switching transistor Qsw is turned on at a time point T26 at which the voltage signal VL is the lowest after detecting a section in which the sink signal VS 'is at a high level once.

이와 같은 방법으로, 변조 기준 횟수(k')만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하는 동안, 카운터(430)는 오실레이터(440)로부터 출력되는 클록 신호(CLK)가 하이 레벨의 펄스를 갖는 횟수를 카운트하여 변조 기준 횟수(k')만큼 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어하였는지 판단한다. 카운터(430)는 변조 기준 횟수(k')만큼 하이 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호(CLK)를 카운트하면, 기준 횟수를 한번이 아닌 다른 값으로 변경시킨다.In this manner, while controlling the on / off of the switching transistor Qsw by the modulation reference number k ', the counter 430 outputs a high level pulse by the clock signal CLK output from the oscillator 440. It is determined whether the on / off of the switching transistor Qsw is controlled by the number of modulation reference times k 'by counting the number of times of the number of times. When the counter 430 counts the clock signal CLK having the pulse having the high level by the modulation reference number k ', the counter 430 changes the reference number to a value other than once.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동방법은 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 드레인-소스 전압(Vds)에 대응하는 전압 신호(VL)가 제3 기준 전압보다 작은 구간을 카운트하고, 기준 횟수와 비교하며, 기준 횟수를 임의의 간격(변조 기준 횟수)으로 변경시키면서 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 온/오프를 제어한다. 따라서, 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 주파수 변조 범위가 입력 교류 전압의 레벨에 관계없이 유지된다. 그러면 입력 교류 전압이 상승하고, 그에 따라 dc-link 전압의 리플 폭이 감소하여 발생하는 스위칭 트랜지스터(Qsw)의 주파수 변조 범위가 감소하는 현상을 방지할 수 있다. 따라서, EMI를 감소시킬 수 있다.As described above, in the switching mode power supply and the driving method thereof, the voltage signal VL corresponding to the drain-source voltage Vds of the switching transistor Qsw is smaller than the third reference voltage. The on / off of the switching transistor Qsw is controlled while changing the reference number at an arbitrary interval (modulation reference number). Thus, the frequency modulation range of the switching transistor Qsw is maintained regardless of the level of the input AC voltage. As a result, the input AC voltage increases, thereby reducing the frequency modulation range of the switching transistor Qsw due to the decrease in the ripple width of the dc-link voltage. Therefore, EMI can be reduced.

지금까지 설명한 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예는 스위칭 트랜지스터와 스위칭 제어부를 하나의 팩으로 형성한 SMPS 및 스위칭 트랜지스터와 스위칭 제어부가 구분되어 각각 다른 팩으로 형성된 SMPS에서 모두 적용될 수 있다. The first and second embodiments of the present invention described so far can be applied to both a SMPS in which the switching transistor and the switching control unit are formed in one pack, and SMPS in which the switching transistor and the switching control unit are divided and formed in different packs.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 특징에 따르면, 전압 또는 전류 신호를 센싱하여, 스위칭 주파수 변조 범위를 외부 장치없이 내부적으로 조절할 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법을 제공한다.As described above, according to an aspect of the present invention, there is provided a switching mode power supply and a driving method thereof capable of sensing a voltage or current signal to internally adjust a switching frequency modulation range without an external device.

이에 따라, 스위칭 주파수 변조 범위를 입력 전압에 관계없이 일정하게 유지하여, EMI를 줄일 수 있는 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a switching mode power supply and its driving method capable of reducing EMI by maintaining a constant switching frequency modulation range regardless of an input voltage.

Claims (46)

입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및And a switching transistor coupled to the primary coil of the transformer for rectifying the input AC voltage to generate an input DC voltage, and converting the input DC voltage, wherein power is supplied to the secondary side of the transformer according to the operation of the switching transistor. A power supply unit for supplying, and 상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고,Receiving a feedback voltage corresponding to a voltage on a secondary side of the transformer and a sensing signal corresponding to a current flowing through the switching transistor and a first signal corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor, A switching controller for controlling on / off of the switching transistor, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호의 전압 레벨과 기준 전압이 동일해지는 횟수를 감지하여 카운트하고, 카운트된 횟수와 가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴 온 시점을 결정하며,After turning off the switching transistor, detecting and counting the number of times that the voltage level of the first signal and the reference voltage are equal to each other; , 상기 가변 기준 횟수는 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 기준 횟수 또는 제2 기준 횟수를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.The variable reference number of times includes at least a first reference number or a second reference number each having a different value. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.And switching the variable reference number according to a count result by counting the number of turn-on times of the switching transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 소정의 시간이 경과하면, 상기 기준 횟수를 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.A switching mode power supply for changing the reference number of times after a predetermined time has elapsed. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 스위칭 전압 검출부A switching voltage detector for generating a first signal corresponding to the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor. 를 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply further comprising. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 제1 신호의 전압과 기준 전압을 비교하여, 제1 기준 횟수만큼 상기 기준 전압과 상기 제1 신호의 전압이 동일하면, 지연 시간후에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한 후, After comparing the voltage of the first signal and the reference voltage, if the reference voltage is equal to the voltage of the first signal by the first reference number of times, after the delay time, the operation to turn on the switching transistor at least once , 상기 제1 신호의 전압과 기준 전압을 비교하여, 상기 제2 기준 횟수만큼 상기 기준 전압과 상기 제1 신호의 전압이 동일하면, 상기 지연 시간 후에 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 수행하는 스위칭 모드 파워 서플라이.A switching mode power for comparing the voltage of the first signal with a reference voltage and turning on the switching transistor after the delay time when the reference voltage is equal to the voltage of the first signal by the second reference number of times; Supply. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압을 가질 때, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.And switching on the switching transistor when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 제1 신호와 상기 기준 전압이 교차하는 횟수를 카운트하고, 상기 가변 기준 횟수와 비교하여 동일하면, 상기 지연 시간 후, 검출 신호를 생성하는 제로 교차 검출부,A zero crossing detector configured to count the number of times the first signal intersects the reference voltage, and generate a detection signal after the delay time if the number of times that the first signal crosses the reference voltage is equal to the variable reference number of times; 상기 검출 신호가 입력되면, 제2 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호를 생성하는 오실레이터, 및An oscillator for generating a clock signal having a pulse of a second level when the detection signal is input, and 상기 클록 신호가 제2 레벨의 펄스가 되는 횟수를 카운트하고, 상기 카운트 결과에 따라 상기 가변 기준 횟수를 변경시키는 카운터A counter for counting the number of times the clock signal becomes a pulse of a second level and changing the variable reference number of times according to the count result 를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply comprising a. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 제1 신호는, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차의 위상보다 지연된 위상을 갖으며, The first signal has a phase delayed from the phase of the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor, 상기 지연 시간은, The delay time is, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 가장 낮은 전압을 갖는 시점과 상기 제1 신호와 상기 기준 전압이 동일한 시점사이의 차이를 보상하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.And a switching mode power supply for compensating for a difference between a time point at which the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage and a time point at which the first signal and the reference voltage are the same. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 카운터는,The counter, 상기 카운트 결과, 변조 기준 횟수를 비교하여 동일하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.The switching mode power supply for changing the variable reference number, if the count result, the comparison is equal to the number of modulation reference. 제10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 변조 기준 횟수는 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 주파수 변조를 위해변하는 스위칭 모드 파워 서플라이.And the number of modulation references varies for switching frequency modulation of the switching transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 입력 직류 전압이 변조 기준 전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최초 최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터 를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이. And when the input DC voltage is less than or equal to a modulation reference voltage, when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor is the first lowest voltage, the switching mode power supply. 제12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 변조 기준 전압은,The modulation reference voltage is, 상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류 전압인 스위칭 모드 파워 서플라이.The switching mode power supply being the largest input DC voltage when the frequency modulation of the switching transistor occurs due to the ripple of the input DC voltage, and EMI is regulated by the frequency modulation. 제1항 및 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서The method according to any one of claims 1 and 3 to 13 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 하나의 팩으로 형성된 스위칭 모드 파워 서플라이.And the switching controller and the switching transistor are formed in one pack. 제1항 및 제3항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서The method according to any one of claims 1 and 3 to 13 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 각각 구별된 팩으로 형성된스위칭 모드 파워 서플라이.And the switching control unit and the switching transistor are each formed in a separate pack. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 상기 입력 직류 전압을 변환하는 트랜스포머의 1차 코일에 커플링되는 스위칭 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 트랜지스터의 동작에 따라 상기 트랜스포머의 2차측에 전력을 공급하는 전력 공급부, 및And a switching transistor coupled to the primary coil of the transformer for rectifying the input AC voltage to generate an input DC voltage, and converting the input DC voltage, wherein power is supplied to the secondary side of the transformer according to the operation of the switching transistor. A power supply unit for supplying, and 상기 트랜스포머의 2차측의 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 전압과 기준 전압에 의해 발생하는 제1 신호를입력받아, 상기 스위칭 트랜지스터의 온/오프를 제어하는 스위칭 제어부를 포함하고,A feedback voltage corresponding to the voltage on the secondary side of the transformer and a sense signal corresponding to the current flowing through the switching transistor, and a first voltage and a reference voltage corresponding to the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor. A switching controller configured to receive a generated first signal and control on / off of the switching transistor, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호가 제1 레벨을 갖는 구간을 카운트하고, 카운트된 횟수와 가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴 온 시점을 결정하며,After the turn-off of the switching transistor, the interval in which the first signal has a first level is counted, and after the point in time at which the counted count is equal to the variable reference number in time, the turn-on time of the switching transistor is determined, 상기 가변 기준 횟수는 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 기준 횟수 또는 제2 기준 횟수를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.The variable reference number of times includes at least a first reference number or a second reference number each having a different value. 삭제delete 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온 횟수를 카운트하여, 카운트 결과에 따라 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.And switching the variable reference number according to a count result by counting the number of turn-on times of the switching transistor. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 소정의 시간이 경과하면, 상기 기준 횟수를 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이.A switching mode power supply for changing the reference number of times after a predetermined time has elapsed. 제18항에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 제1 전압과 기준 전압차에 의해 발생하는 제1 전류를 기준 전류와 비교하여, 상기 제1 전류가 상기 기준 전류보다 높은 값을 갖는 구간동안 상기 제1 레벨의 제1 신호를 생성하는 스위칭 전압 검출부A switching voltage that generates the first signal of the first level during a period in which the first current has a higher value than the reference current by comparing the first current generated by the first voltage and the reference voltage difference with the reference current. Detector 를 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply further comprising. 제20항에 있어서,21. The method of claim 20, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 제1 신호가 상기 제1 레벨을 갖는 구간을 카운트하고, 상기 제1 기준 횟수만큼 카운트된 후, 상기 제1 신호가 최초로 상기 제1 레벨로 변하는 시점으로부터 지연 시간후에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 적어도 한 번 수행한 후, After the first signal counts the interval having the first level, the first reference number of times, after the delay time from the time when the first signal first changes to the first level, turning on the switching transistor After performing an action at least once, 상기 제1 신호가 상기 제1 레벨을 갖는 구간을 카운트하고, 상기 제2 기준 횟수만큼 카운트된 후, 상기 제1 신호가 최초로 상기 제1 레벨로 변하는 시점으로부터 상기 지연 시간후에, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 동작을 수행하는 스위칭 모드 파워 서플라이.After the first signal counts the section having the first level and is counted by the second reference number, the switching transistor is turned on after the delay time from the time when the first signal first changes to the first level. Switching mode power supply to perform the operation. 제21항에 있어서,22. The method of claim 21, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압을 가질 때, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.And switching on the switching transistor when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage. 제22항에 있어서,23. The method of claim 22, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 제1 신호가 상기 제1 레벨을 갖는 구간을 카운트하고, 상기 가변 기준 횟수와 비교하여 동일한 후, 상기 제1 신호가 최초로 상기 제1 레벨로변하는 시점으로부터 상기 지연 시간 후에, 검출 신호를 생성하는 제로 교차 검출부,Generating a detection signal after the delay time from a time when the first signal first changes to the first level after counting a section in which the first signal has the first level and being equal to the variable reference number of times; Zero crossing detector, 상기 검출 신호가 입력되면, 제2 레벨의 펄스를 갖는 클록 신호를 생성하는 오실레이터, 및An oscillator for generating a clock signal having a pulse of a second level when the detection signal is input, and 상기 클록 신호가 제2 레벨의펄스가 되는 횟수를 카운트하고, 상기 카운트 결과에 따라 상기 가변 기준 횟수를 변경시키는 카운터A counter for counting the number of times the clock signal becomes the pulse of the second level, and changing the variable reference number of times according to the count result 를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply comprising a. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 지연 시간은, The delay time is, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 가장 낮은 전압을 갖는 시점과 상기 제1 신호가 상기 제1 레벨로 되는 시점의 차이를 보상하기 위한 스위칭 모드 파워 서플라이.Switching mode power supply for compensating for the difference between the time when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage and the time when the first signal becomes the first level. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 카운터는,The counter, 상기 카운트 결과, 변조 기준 횟수를 비교하여 동일하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경시키는 스위칭 모드 파워 서플라이.The switching mode power supply for changing the variable reference number, if the count result, the comparison is equal to the number of modulation reference. 제25항에 있어서,26. The method of claim 25, 상기 변조 기준 횟수는 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 주파수 변조를 위해 변하는 스위칭 모드 파워 서플라이.And the number of modulation references varies for switching frequency modulation of the switching transistor. 제16항에 있어서,17. The method of claim 16, 상기 스위칭 제어부는,Wherein the switching control unit comprises: 상기 입력 직류 전압이 변조 기준 전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최초 최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 스위칭 모드 파워 서플라이. And when the input DC voltage is less than or equal to a modulation reference voltage, when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor is the first lowest voltage, the switching mode power supply. 제27항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 변조 기준 전압은,The modulation reference voltage is, 상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조 가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류 전압인 스위칭 모드 파워 서플라이.The switching mode power supply being the largest input DC voltage when the frequency modulation of the switching transistor occurs due to the ripple of the input DC voltage, and EMI is regulated by the frequency modulation. 제16항 및 제18항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서29. The method according to any one of claims 16 and 18 to 28. 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 하나의 팩으로 형성된 스위칭 모드 파워 서플라이.And the switching controller and the switching transistor are formed in one pack. 제16항 및 제18항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서29. The method according to any one of claims 16 and 18 to 28. 상기 스위칭 제어부와 상기 스위칭 트랜지스터는 각각 구별된 팩으로 형성된스위칭 모드 파워 서플라이.And the switching control unit and the switching transistor are each formed in a separate pack. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,In the driving method of the switching mode power supply for rectifying the input AC voltage to generate an input DC voltage, and converts the input DC voltage in accordance with the on / off of the switching transistor to generate an output DC voltage, a)상기 출력 직류 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 신호를 생성하는 단계,a) generating a feedback signal corresponding to the output DC voltage and a sensing signal corresponding to a current flowing through the switching transistor and a first signal corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor, b) 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호의전압 레벨과 기준 전압이 동일해지는 제1 횟수를 감지하여 카운트하는 단계,b) detecting and counting a first number of times that the voltage level of the first signal is equal to the reference voltage after the switching transistor is turned off; c) 카운트된 제1 횟수와가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온시점을 결정하는 단계, 및c) determining a turn-on time of the switching transistor after a time point at which the counted first number and the variable reference number are the same; and d) 상기 c) 단계를 설정된 변조 기준 횟수만큼 반복하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 단계d) changing the variable reference number of times after repeating step c) by a predetermined number of modulation references; 를 포함하고,Including, 상기 가변 기준 횟수는 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 기준 횟수 또는 제2 기준 횟수를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.And the variable reference number of times includes at least a first reference number or a second reference number having different values. 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 d) 단계는,Step d), 상기 c) 단계를 수행한 횟수를 카운트하여, 카운트 결과 상기 변조 기준 횟수와 동일하면, 상기 가변 기준 횟수를 상기 제1 기준 횟수에서 상기 제2 기준 횟수로 변경하는 단계를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.Counting the number of times of performing the step c) and changing the variable reference number from the first reference number to the second reference number if the count result is equal to the modulation reference number. Driving method. 삭제delete 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 d) 단계는,Step d), 소정의 시간이 경과하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.The method of driving a switched mode power supply for changing the variable reference number of times after a predetermined time elapses. 제31항, 제32항, 및 제34항 중 어느 한 항에 있어서,The method of claim 31, 32, or 34, wherein 상기 c)단계는, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압을 가질 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법. The step c) includes the step of turning on the switching transistor when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage. 제31항, 제32항, 및 제34항 중 어느 한 항에 있어서35. The method according to any one of claims 31, 32, and 34. 상기 변조 기준 횟수는 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 주파수를 변조하기위해 변하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법.And the number of modulation references varies to modulate the switching frequency of the switching transistor. 제31항, 제32항, 및 제34항 중 어느 한 항에 있어서,The method of claim 31, 32, or 34, wherein e) 상기 입력 직류 전압이 변조 기준 전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최초 최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계를 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.e) driving the switching mode power supply when the input DC voltage is less than the modulation reference voltage, when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor is the first lowest voltage; Way. 제37항에 있어서,The method of claim 37, 상기 변조 기준 전압은,The modulation reference voltage is, 상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류 전압인 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.And a frequency modulation of the switching transistor caused by the ripple of the input DC voltage, and the largest input DC voltage when the EMI is regulated by the frequency modulation. 입력 교류 전압을 정류하여 입력 직류 전압을 생성하고, 스위칭 트랜지스터의 온/오프에 따라 상기 입력 직류 전압을 변환하여 출력 직류 전압을 생성하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법에 있어서,In the driving method of the switching mode power supply for rectifying the input AC voltage to generate an input DC voltage, and converts the input DC voltage in accordance with the on / off of the switching transistor to generate an output DC voltage, a)상기 출력 직류 전압에 대응하는 피드백 전압 및 상기 스위칭 트랜지스터에 흐르는 전류에 대응하는 감지 신호 및 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차에 대응하는 제1 전압과 기준 전압에 의해 발생하는 제1 신호를 생성하는 단계,a) generated by a feedback voltage corresponding to the output DC voltage and a sensing signal corresponding to a current flowing through the switching transistor and a first voltage and a reference voltage corresponding to a voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor Generating a first signal to perform, b) 상기 스위칭 트랜지스터의 턴오프 후, 상기 제1 신호가 제1 레벨을 갖는 제1 횟수를감지하여 카운트하는 단계,b) after turning off the switching transistor, detecting and counting a first number of times the first signal has a first level; c) 카운트된 제1 횟수와가변 기준 횟수가 동일한 시점 이후, 상기 스위칭 트랜지스터의 턴온시점을 결정하는 단계, 및c) determining a turn-on time of the switching transistor after a time point at which the counted first number and the variable reference number are the same; and d) 상기 c) 단계를 설정된 변조 기준 횟수만큼 반복하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 단계d) changing the variable reference number of times after repeating step c) by a predetermined number of modulation references; 를 포함하고, Including, 상기 가변 기준 횟수는 적어도 각각 다른 값을 갖는 제1 기준 횟수 또는 제2 기준 횟수를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.And the variable reference number of times includes at least a first reference number or a second reference number having different values. 제39항에 있어서,40. The method of claim 39, 상기 d) 단계는,Step d), 상기 c) 단계를 수행한 횟수를 카운트하여, 카운트 결과 상기 변조 기준 횟수와 동일하면, 상기 가변 기준 횟수를 상기 제1 기준 횟수에서 상기 제2 기준 횟수로 변경하는 단계를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.Counting the number of times of performing the step c) and changing the variable reference number from the first reference number to the second reference number if the count result is equal to the modulation reference number. Driving method. 삭제delete 제39항에 있어서,40. The method of claim 39, d) 단계는,d) step, 소정의 시간이 경과하면, 상기 가변 기준 횟수를 변경하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.The method of driving a switched mode power supply for changing the variable reference number of times after a predetermined time elapses. 제39항, 제40항, 및 제42항 중 어느 한 항에 있어서,43. The method of any one of claims 39, 40, and 42, wherein 상기 c)단계는, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최저 전압을 가질 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계를 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법. The step c) includes the step of turning on the switching transistor when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor has the lowest voltage. 제39항, 제40항, 및 제42항 중 어느 한 항에 있어서43. The method of any one of claims 39, 40, and 42. 상기 변조 기준 횟수는 상기 스위칭 트랜지스터의 스위칭 주파수를 변조하기위해 변하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동 방법.And the number of modulation references varies to modulate the switching frequency of the switching transistor. 제39항, 제40항, 및 제42항 중 어느 한 항에 있어서,43. The method of any one of claims 39, 40, and 42, wherein e) 상기 입력 직류 전압이 변조 기준 전압이하이면, 상기 스위칭 트랜지스터의 제1 전극 및 제2 전극간의 전압차가 최초 최저 전압일 때, 상기 스위칭 트랜지스터를 턴온시키는 단계를 더 포함하는 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.e) driving the switching mode power supply when the input DC voltage is less than the modulation reference voltage, when the voltage difference between the first electrode and the second electrode of the switching transistor is the first lowest voltage; Way. 제45항에 있어서,The method of claim 45, 상기 변조 기준 전압은,The modulation reference voltage is, 상기 입력 직류 전압의 리플에 의해 상기 스위칭 트랜지스터의 주파수 변조가 발생하고, 상기 주파수 변조에 의해 의해 EMI가 규제를 따를 때, 가장 큰 입력 직류 전압인 스위칭 모드 파워 서플라이의 구동방법.And a frequency modulation of the switching transistor caused by the ripple of the input DC voltage, and the largest input DC voltage when the EMI is regulated by the frequency modulation.
KR1020060067427A 2006-07-19 2006-07-19 Switching mode power supply and the driving method thereof KR101236501B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060067427A KR101236501B1 (en) 2006-07-19 2006-07-19 Switching mode power supply and the driving method thereof
US11/827,196 US7768802B2 (en) 2006-07-19 2007-07-11 Switching mode power supply and method of operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060067427A KR101236501B1 (en) 2006-07-19 2006-07-19 Switching mode power supply and the driving method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080008034A KR20080008034A (en) 2008-01-23
KR101236501B1 true KR101236501B1 (en) 2013-02-22

Family

ID=38971281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060067427A KR101236501B1 (en) 2006-07-19 2006-07-19 Switching mode power supply and the driving method thereof

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7768802B2 (en)
KR (1) KR101236501B1 (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7453709B2 (en) 2005-07-08 2008-11-18 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for increasing the power capability of a power supply
KR101445842B1 (en) * 2008-05-29 2014-10-01 페어차일드코리아반도체 주식회사 A converter
CN102209905B (en) * 2008-11-10 2013-12-25 株式会社Lg化学 Apparatus and method for synchronizing and measuring current and voltage of secondary battery pack
US8879280B2 (en) * 2008-12-18 2014-11-04 Infineon Technologies Ag Techniques to reduce audible noise in a power supply transformer
US8149600B2 (en) * 2009-05-22 2012-04-03 Infineon Technologies Ag System and method for ringing suppression in a switched mode power supply
US8098502B2 (en) * 2009-06-10 2012-01-17 Infineon Technologies Ag System and method for emissions suppression in a switched-mode power supply
TWI403078B (en) * 2009-12-16 2013-07-21 Leadtrend Tech Corp Switch controller for switching power supply and method thereof
GB201007144D0 (en) * 2010-04-29 2010-06-09 Texas Instr Cork Ltd Flyback converter switched magnetic sense for output regulation & line overvoltage protection
TWI399024B (en) * 2010-06-07 2013-06-11 Neoenergy Microelectronics Inc Digital dynamic delay modulator and the method thereof for flyback converter
US8670248B2 (en) * 2010-12-29 2014-03-11 System General Corporation Primary-side controlled power converter with an RC network and method thereof
CN102185466B (en) * 2011-05-24 2013-03-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Driving circuit and driving method applied to flyback-type converter and quasi-resonant soft-switching flyback-type converter applying same
JP2013062954A (en) * 2011-09-13 2013-04-04 Fujitsu Ltd Power supply device
DE102012007479B4 (en) 2012-04-13 2024-10-10 Tridonic Gmbh & Co Kg Method for controlling a power factor correction circuit, power factor correction circuit and operating device for a lamp
US20140091718A1 (en) * 2012-09-28 2014-04-03 Power Systems Technologies, Ltd. Power Converter with an Inductor-Inductor-Capacitor Stage and Method of Operating the Same
KR20140116338A (en) * 2013-03-22 2014-10-02 페어차일드코리아반도체 주식회사 Switch control circuit, power supply device comprising the same, and driving method of the power supply device
US9209696B1 (en) * 2014-07-16 2015-12-08 Grenergy Opto Inc. Switching mode power supply capable of achieving soft transition for valley switching, or performing valley locking
CN105262340B (en) * 2014-07-18 2019-06-21 绿达光电股份有限公司 Power-supply controller of electric and relevant control method
US10256735B2 (en) * 2015-03-06 2019-04-09 Fairchild Semiconductor Corporation Power supply with near valley switching
US9825535B2 (en) * 2015-08-11 2017-11-21 Infineon Technologies Austria Ag Multi-mode quasi resonant converter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5430633A (en) 1993-09-14 1995-07-04 Astec International, Ltd. Multi-resonant clamped flyback converter
US6002598A (en) 1997-04-25 1999-12-14 U.S. Philips Corporation Switched-mode power supply having an improved start-up circuit
US6587361B2 (en) * 2001-03-15 2003-07-01 Infineon Technologies Ag Switched-mode power supply with low switching losses
JP2005287260A (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device for controlling switching power supply

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6249876B1 (en) * 1998-11-16 2001-06-19 Power Integrations, Inc. Frequency jittering control for varying the switching frequency of a power supply
DE10242218B3 (en) * 2002-09-12 2004-06-17 Infineon Technologies Ag Method for controlling a switch in a freely oscillating switched-mode power supply and control circuit for a switch in a freely oscillating switched-mode power supply
US7362191B2 (en) * 2004-04-29 2008-04-22 Linear Technology Corporation Methods and circuits for frequency modulation that reduce the spectral noise of switching regulators

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5430633A (en) 1993-09-14 1995-07-04 Astec International, Ltd. Multi-resonant clamped flyback converter
US6002598A (en) 1997-04-25 1999-12-14 U.S. Philips Corporation Switched-mode power supply having an improved start-up circuit
US6587361B2 (en) * 2001-03-15 2003-07-01 Infineon Technologies Ag Switched-mode power supply with low switching losses
JP2005287260A (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device for controlling switching power supply

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080008034A (en) 2008-01-23
US7768802B2 (en) 2010-08-03
US20080019161A1 (en) 2008-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101236501B1 (en) Switching mode power supply and the driving method thereof
US10630188B2 (en) Switching power supply apparatus and semiconductor device
KR101165386B1 (en) Qusi-resonat converter and controlling method thereof
KR101468719B1 (en) Power converter and driving method thereof
JP5641140B2 (en) Switching power supply control circuit and switching power supply
US7778049B2 (en) Switching power supply
US9444364B2 (en) Adaptive peak power control
KR101236955B1 (en) Switching mode power supply and the driving method thereof
US8238123B2 (en) Frequency limitation method with time hysteresis used in quasi-resonant control
KR101677729B1 (en) Switch control device, power supply device comprising the same, and switch control method
US10630187B2 (en) Switching power supply device and semiconductor device
US20030026115A1 (en) Switching-type DC-DC converter
US9318965B2 (en) Method to control a minimum pulsewidth in a switch mode power supply
US20110194316A1 (en) Switching power supply device
CN111756248B (en) Switching power supply device
KR20120131521A (en) Power supply device and driving method thereof
JP2004040856A (en) Switching power supply
KR20090011715A (en) Converter and the driving method thereof
US9590615B1 (en) Integrated circuit and switching power-supply device performing output control through switching operation
US10630186B2 (en) Switching power supply device and semiconductor device
JP2007068248A (en) Switching power supply
JP2005341745A (en) Switching power supply

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee